摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在目前的移動通信系統(tǒng)階段中，通信技術(shù)與計算技術(shù)都已經(jīng)有了較好的融合，但是如果想要突破傳統(tǒng)移動通信的技術(shù)瓶頸，就必須站在系統(tǒng)的角度上開展通信與計算融合的研究與應(yīng)用。從過往的研究結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)層面對通信與計算進(jìn)行融合之后，能夠降低對移動通信容量上的需求，并提升系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的支撐能力。而在未來的移動通信系統(tǒng)上，可在基礎(chǔ)理論上來構(gòu)建出可拓展、可重塑的透明化、模塊化的系統(tǒng)構(gòu)件，這將大大的推動移動通信系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：移動通信；通信與計算融合；系統(tǒng)思維；信息交流
在龐大的信息技術(shù)領(lǐng)域中，移動通信與計算是其中兩類核心技術(shù)，隨著時代的變遷、科技的發(fā)展，移動通信產(chǎn)業(yè)與計算類的產(chǎn)業(yè)一直都是密切相關(guān)的，并且彼此之間相互促進(jìn)。從移動通信系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程來看，還是遵循著一定的發(fā)展規(guī)律，從過去的2G到現(xiàn)在普及的4G，其發(fā)展時間為30年，而發(fā)展的增速也逐漸變緩。與此同時，系統(tǒng)的建設(shè)成本也逐漸升高，性能方面開始向著理論方向趨緊靠攏，因此系統(tǒng)的收益也逐漸穩(wěn)定化，故而當(dāng)代的移動通信系統(tǒng)在可持續(xù)方面面臨著挑戰(zhàn)。而且在計算領(lǐng)域中，云計算、大數(shù)據(jù)以及智能計算等等諸多的新理論、新技術(shù)也如雨后春筍般層出不窮，因此移動通信行業(yè)也開始借助計算的力量，將通信與計算進(jìn)行更加全面的融合，從而在技術(shù)層面上突破了傳統(tǒng)概論中移動通信系統(tǒng)的限制，幫助促進(jìn)了整個系統(tǒng)的發(fā)展。
1.早期發(fā)展階段中通信與計算的融合
在上世紀(jì)40年代至50年代之間，世界上的信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展還處于初期，而世界上計算領(lǐng)域中的科學(xué)家、專家等等都在通信、計算以及控制等領(lǐng)域提出了奠基性的基礎(chǔ)理論，從某種層面上來說，通信、計算與控制之間其實是存在著天然融合的關(guān)系的，計算機(jī)甚至可以被看作是另一種形式上的通信設(shè)備，只不過隨著后續(xù)科技的不斷發(fā)展，使得計算機(jī)與通信技術(shù)相互獨(dú)立，分離發(fā)展。但是不得不說，二者之間的融合一直沒有中斷過。
在我國上世紀(jì)90年代中期，我國的智能計算機(jī)研究中心研制的曙光1000大規(guī)模并行計算機(jī)系統(tǒng)就已經(jīng)融合了重要的通信技術(shù)。而曙光1000主要是由36個節(jié)點機(jī)構(gòu)成的，各個節(jié)點機(jī)之間的并行計算還是依賴于高速的數(shù)據(jù)通信來實現(xiàn)，因此采用了二維mesh通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，除此之外，還創(chuàng)新地應(yīng)用了基礎(chǔ)蛀洞機(jī)制的異步路由器，使得高速、可靠的數(shù)據(jù)通信得以被實現(xiàn)。
曙光1000在單個設(shè)備的層面上實現(xiàn)了通信與計算之間的融合，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展則為計算與通信之間的融合提供了更加廣闊的平臺。其實互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身就是通信與計算融合后的產(chǎn)物，它的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有著較為豐富的計算、存儲功能，而節(jié)點之間的互聯(lián)更加依賴于通信技術(shù)的發(fā)展，而將多個節(jié)點進(jìn)行互聯(lián)后就可以形成超大的計算、存儲能力，這些節(jié)點之間的互聯(lián)是依賴于通信技術(shù)的。當(dāng)我們將多個節(jié)點互聯(lián)起來后就可以形成具有超大計算以及存儲能力的云，如果想要應(yīng)用云計算的諸多功能，那么就不能脫離了以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，因此即便云與網(wǎng)絡(luò)之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)，但是我們不難發(fā)現(xiàn)，云與網(wǎng)絡(luò)之間的融合從根本上來說也是計算與通信之間的融合。
2.核心網(wǎng)中的通信與計算的融合
在現(xiàn)階段中的移動通信網(wǎng)絡(luò)核心領(lǐng)域中，主要的技術(shù)挑戰(zhàn)還是來自網(wǎng)絡(luò)上的部署、維護(hù)以及升級等等各方面的成本高漲，通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)最大的差別在于，通信網(wǎng)不會像互聯(lián)網(wǎng)那樣提供服務(wù)，它本身就是以商業(yè)的經(jīng)營為目的的一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也正因如此，通信網(wǎng)會極大的確保通信的服務(wù)質(zhì)量與安全性，而對網(wǎng)絡(luò)的部署建設(shè)、維護(hù)升級以及電信設(shè)備等諸多的性能都有著較高的要求。通信網(wǎng)初期的核心服務(wù)主要就是語音服務(wù)，而為了能夠滿足語音通信關(guān)于實時性的要求，就必須使用基于專用集成類電路的專業(yè)設(shè)備。
但是通信領(lǐng)域中的專用設(shè)備固然能夠保障其服務(wù)的質(zhì)量，可成本費(fèi)用也很高。在經(jīng)歷了有線、移動通信方面的迅猛發(fā)展之后，多種多樣的通信服務(wù)需求開始逐漸涌現(xiàn)出來，而按照傳統(tǒng)通信網(wǎng)中專用硬件要對應(yīng)上專用服務(wù)的思路來看，通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從最初的簡單、低負(fù)荷、易運(yùn)維的網(wǎng)絡(luò)演化成了一個多網(wǎng)共存、高負(fù)荷、高能耗以及高運(yùn)維的復(fù)雜類型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，自然而然，其中運(yùn)營商的收益開始下滑。所以這就要求對傳統(tǒng)的思路進(jìn)行改革，盡可能地對降低通信網(wǎng)絡(luò)中的建設(shè)成本、運(yùn)維成本以及能耗上的成本。
3.無線接入網(wǎng)中的通信與計算融合
在移動通信的無線技術(shù)領(lǐng)域中，技術(shù)人員一直致力于提高頻譜的利用率，并且已經(jīng)逐漸逼近了香農(nóng)容量的理論極限，比如，信道編碼就是提升無線信道可靠性的重要技術(shù)。這種技術(shù)能夠通過編碼上的計算，將冗余度按照一定的邏輯引入到有效的數(shù)字信息中，使其成為一個碼字，而碼字在無線信道中傳輸時，就容易被信道扭曲，從而變成一個誤碼。
與信道編碼一樣，任何一個具體的移動類的通信無線傳播技術(shù)，都是不能脫離計算的，所以計算在實際工作中的作用越來越重要。當(dāng)然，從這個層面來分析的話，目前的通信與計算在無線傳輸領(lǐng)域中已經(jīng)有了很好的融合。但是我們需要注意的是，通信與計算之間的融合并不是單個技術(shù)層面上的融合，更重要的是，應(yīng)該站在系統(tǒng)的角度上，來對二者之間的融合進(jìn)行合理的優(yōu)化，以此來滿足用戶群體隨著時間流逝而不斷變化的需求。
在計算機(jī)領(lǐng)域中，系統(tǒng)思維模式是其重要的一個特征，它特指對計算機(jī)系統(tǒng)不同層次進(jìn)行抽象與歸納，也是對整體的系統(tǒng)進(jìn)行性能上的分析與優(yōu)化，但是移動通信的整體系統(tǒng)是很龐大的，這其中包含了移動終端、無線傳輸、基站以及核心網(wǎng)等等，因此對整體的移動通信系統(tǒng)進(jìn)行性能上的分析與優(yōu)化還是有一定的難度的，現(xiàn)有的研究主要是局限于某一個技術(shù)點，比如在信道編碼、多天線等方面。
4.未來的通信與計算之間的融合
在未來的移動通信系統(tǒng)中，將會從多個方面深入的對通信以及計算融合進(jìn)行探討。在傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中，重要關(guān)注的是通信方面的技術(shù)能力，其核心功能其實還是信息上的傳輸。而融合了計算存儲之后，未來的移動通信系統(tǒng)就可以更加有效的利用計算存儲的信息交換能力，并結(jié)合無線傳輸?shù)哪芰Γ瑢⑾到y(tǒng)中的核心功能轉(zhuǎn)化為信息之間的交流。與此同時，也需要提出相應(yīng)的新的系統(tǒng)能力的定義與度量的辦法。
當(dāng)然，隨著后續(xù)技術(shù)的變遷以及人們對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求，網(wǎng)絡(luò)能夠為人們提供的業(yè)務(wù)也開始越來越多樣化，通信只是其網(wǎng)絡(luò)核心能力的一部分，而通信能力也不會是網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)能力，面對不同的業(yè)務(wù)上的需求，在融合了通信、計算以及存儲資源等等的未來移動通信系統(tǒng)服務(wù)能力將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于通信上的能力。
結(jié)束語：
通過移動通信系統(tǒng)幾十年的不斷發(fā)展，可以說通信的容量已經(jīng)處于飽和的階段了，因此該技術(shù)能夠持續(xù)發(fā)展的空間并不大，因此突破傳統(tǒng)意義上的移動通信發(fā)展困境的解決方案就是將計算與通信進(jìn)行融合，行業(yè)中諸多的實例以及技術(shù)的發(fā)展趨勢都初步表明，通信與計算之間的融合可以有效的降低網(wǎng)絡(luò)在部署以及維護(hù)上的成本，同時也能夠降低對系統(tǒng)容量上的要求，從而來提高系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的支撐能力，不得不說，計算與通信融合的未來發(fā)展確實能夠大大的推動移動通信系統(tǒng)進(jìn)行長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
作者單位：湖北電信工程有限公司 湖北省武漢市 430000
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